首先說說為什么要設(shè)置電動(dòng)機(jī)保護(hù)。
我們知道，電動(dòng)機(jī)的主要故障是定子繞組的相間短路及單相接地短路。定子繞組的相間短路會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的損壞和燒毀，引起母線電壓顯著下降，并破壞其它用電設(shè)備的正常工作。盡管在6kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地，雖然單相電壓升高，由于線電壓仍為6kV，二次電壓為100V，當(dāng)電容電流很小時(shí)，電機(jī)在2小時(shí)內(nèi)還能正常工作，但如果電容電流大于5A，短時(shí)間內(nèi)還是會(huì)燒壞電機(jī)。此外，電動(dòng)機(jī)還有過負(fù)荷等不正常工作狀態(tài)。過負(fù)荷是由于所帶機(jī)械負(fù)荷過大、母線電壓降低引起的轉(zhuǎn)速下降，一相電源斷線而造成兩相運(yùn)行及電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)等所致。電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷將使電機(jī)過熱、絕緣老化，甚至發(fā)展成為故障。鑒于上述原因，在電動(dòng)機(jī)上應(yīng)裝設(shè)相間及接地保護(hù)裝置，并裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，盡快地將故障電動(dòng)機(jī)切除。
電動(dòng)機(jī)分布于380V低壓系統(tǒng)和6kV高壓系統(tǒng)，磨煤機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵等1000kW以上大容量電機(jī)接入6kV系統(tǒng)，除400kW凝結(jié)水泵、355kW灰漿泵納入6kV系統(tǒng)外，其他幾百千瓦小容量電機(jī)均接入380V系統(tǒng)。
一、6kV高壓電機(jī)保護(hù)配置有：綜合保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、低電壓保護(hù)、熔斷器保護(hù)，其中綜合保護(hù)包括速斷保護(hù)、過流保護(hù)、零序保護(hù)、熱積累保護(hù)等。
1.綜合保護(hù)（速斷保護(hù)、過流保護(hù)、零序保護(hù)、熱積累保護(hù)）
速斷保護(hù)作為電動(dòng)機(jī)相間短路的主保護(hù)；過流保護(hù)作為速斷保護(hù)的后備保護(hù)及靠近電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)短路的主保護(hù)；零序保護(hù)反映電動(dòng)機(jī)接地故障；熱積累保護(hù)反映電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)。
6KV高壓電機(jī)均裝有數(shù)字式綜合保護(hù)裝置，通過開關(guān)負(fù)荷側(cè)CT將測(cè)量量引入。速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過自起動(dòng)的電流來整定，即
Id=KkIdqKk—可靠系數(shù)Idq—電機(jī)自起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流
正常運(yùn)行中，開關(guān)回路中流過額定電流，而在電機(jī)短路故障下，則開關(guān)回路中流過短路電流。該電流遠(yuǎn)大于額定電流，此時(shí)，流入繼電器的電流達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值，繼電器動(dòng)作，其接點(diǎn)閉合，跳開電動(dòng)機(jī)出口開關(guān)。由于電流速斷保護(hù)有死區(qū)，只能保護(hù)電機(jī)繞組80%，不能保護(hù)電機(jī)全部。如在電機(jī)靠近中性點(diǎn)側(cè)發(fā)生短路時(shí)，短路電流達(dá)不到電機(jī)速斷保護(hù)動(dòng)作值，但又大于電機(jī)額定電流，此時(shí)，就應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)來切斷電機(jī)電源開關(guān)，切斷故障電流。
正常運(yùn)行時(shí)，零序電流互感器中沒有電流流出，而當(dāng)電機(jī)發(fā)生接地故障時(shí)，在零序電流互感器中產(chǎn)生零序電流，該電流流入繼電器,其接點(diǎn)閉合跳開開關(guān)。
電機(jī)在額定電流或額定電流以下可長(zhǎng)期運(yùn)行，但由于某些原因，如負(fù)載太重、出口門開度過大等造成電機(jī)電流超過額定值，經(jīng)過一段時(shí)間，熱積累達(dá)80%時(shí)發(fā)信號(hào)，此時(shí)，應(yīng)及時(shí)降低電機(jī)出力，使電機(jī)電流降至額定電流以下，如不調(diào)整，熱積累達(dá)100%時(shí)則跳開該電機(jī)電源開關(guān)。
2.差動(dòng)保護(hù)
6kV高壓電動(dòng)機(jī)當(dāng)裝設(shè)速斷保護(hù)的靈敏度不夠時(shí)，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)裝置，作為相間短路的主保護(hù)。兩組CT分別取于開關(guān)負(fù)荷側(cè)與電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。差動(dòng)保護(hù)用于大容量的重要電動(dòng)機(jī)上，我公司僅在5100kW給水泵電動(dòng)機(jī)上裝設(shè)此類保護(hù)。
正常運(yùn)行時(shí)，開關(guān)流過負(fù)荷電流，在兩CT間產(chǎn)生環(huán)流。該電流不流入差動(dòng)繼電器1CT、2CT,當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如三相短d1點(diǎn)，此時(shí)，兩CT產(chǎn)生電流為Id1、Id2。該電流流入差動(dòng)繼電器，電流值為Id1+Id2。此時(shí)，差動(dòng)繼電器動(dòng)作，其常開接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)中間繼電器（ZJ）,ZJ常開接點(diǎn)閉合后啟動(dòng)跳閘回路跳該開關(guān)。
為防止電流互感器二次回路斷線時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過電動(dòng)機(jī)的額定電流來整定：
Idj=KkIde/nl
Kk—可靠系數(shù)Ide—電機(jī)額定電流nl—CT變比
3、電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)
當(dāng)母線電壓降低或中斷后的恢復(fù)過程中，接在母線上的電動(dòng)機(jī)都要自啟動(dòng)而吸收很大的啟動(dòng)電流，從而延長(zhǎng)了電壓恢復(fù)時(shí)間，使自啟動(dòng)的條件變壞，甚至使自啟動(dòng)成為不可能。裝設(shè)低電壓保護(hù)的目的就是當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，將一部分不重要的電機(jī)及根據(jù)生產(chǎn)情況要求不許或不需要自啟動(dòng)的電機(jī)從母線上切除，以保證重要電機(jī)的自啟動(dòng)并加速母線電壓的恢復(fù)過程。
6KVI段、II段設(shè)置兩級(jí)低電壓保護(hù)。第一級(jí)低電壓保護(hù)動(dòng)作三個(gè)電壓繼電器,動(dòng)作電壓為0.3Ue,動(dòng)作時(shí)間為0.5S；第二級(jí)低電壓保護(hù)動(dòng)作另一電壓繼電器,動(dòng)作電壓為0.2Ue,動(dòng)作時(shí)間為9S。一級(jí)低壓保護(hù)切除母線上一部分電機(jī)，而二級(jí)低壓保護(hù)切除母線上所有電機(jī)。
低電壓保護(hù)用電壓量取于各母線段電壓互感器（PT）,經(jīng)PT二次小開關(guān)分別接于四個(gè)電壓繼電器。其動(dòng)作過程正常時(shí)，母線電壓正常，其中兩個(gè)電壓繼電器勵(lì)磁，因而其常閉接點(diǎn)打開，另外兩個(gè)繼電器不勵(lì)磁，兩低壓母線不帶電。當(dāng)母線出現(xiàn)低壓時(shí)，達(dá)到電壓繼電器的動(dòng)作電壓時(shí)，則低電壓繼電器動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)閉合起動(dòng)另一繼電器。如在0.5S電壓未恢復(fù)，則這一繼電器接點(diǎn)閉合，一低壓母線帶電跳一部分電機(jī)。若此時(shí)電壓恢復(fù)，則三個(gè)電壓繼電器返回。若電壓還未恢復(fù)，達(dá)到另一繼電器動(dòng)作電壓，則該繼電器常閉接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)又一繼電器。該繼電器經(jīng)9S延時(shí)，在此期間電壓恢復(fù)則返回，另一低壓母線不帶電。若經(jīng)過9S電壓仍未恢復(fù)，則繼電器接點(diǎn)閉合該低壓母線帶電，切除母線上所接全部電動(dòng)機(jī)，相應(yīng)低壓保護(hù)動(dòng)作有掉牌。裝于PT柜門上兩個(gè)繼電器為低壓掉牌繼電器。
二、380V電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置
380V系統(tǒng)小容量電動(dòng)機(jī)采用低壓熔斷器作為電機(jī)相間及接地保護(hù)。
380V電動(dòng)機(jī)保護(hù)有熔斷器及熱偶，熔斷器主要保護(hù)電機(jī)及其引出線相間故障及接地故障，通過熔斷器熔斷切斷故障電流。熔斷器的選擇一般?。?.25~3.25）In，它可以躲過電機(jī)啟動(dòng)電流。由于電機(jī)故障時(shí)，短路電流可達(dá)額定電流的十幾倍，這么大的電流流過熔斷器使熔絲熔斷達(dá)到切除故障的目的。熱偶為電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷保護(hù)。在正常運(yùn)行時(shí)，電極電流小于或等于額定電流，而由于某些原因?qū)е码娏鞒^額定電流，經(jīng)過一段時(shí)間熱偶動(dòng)作跳該電機(jī)，切斷電機(jī)的控制回路。如重新啟動(dòng)，則應(yīng)復(fù)歸熱偶，并控制電流不能超過額定電流。
